Jaki jest proces Czochralskiego?
Proces Czochralskiego jest metodą produkcji pojedynczych kryształów, stałych kawałków materiału o jednolitej matrycy kryształowej. Takie kryształy są słynnie w budowie elementów elektronicznych, a także w badaniach naukowych oraz szeregu innych zastosowań, w których potrzebny jest wysokiej jakości kryształ o jednolitej matrycy. Na przykład jubilerzy mogą korzystać z procesu Czochralskiego w tworzeniu wysokowydajnych kamieni szlachetnych do swoich projektów, podobnie jak obiekty badawcze z potrzebami materiałów takich jak Diamond mogą je rozwijać w laboratorium przy użyciu tej techniki.
Proces ten jest nazwany dla polskiego badacza, który odkrył go na początku XX wieku. Zaczyna się od stopienia składników kryształów w tyglu zdolnym do tolerowania wyjątkowo wysokich temperatur. Tygiel jest zazwyczaj ustawiany w zamkniętym piecu z bardzo precyzyjną kontrolą temperatury. Wysoka kontrola ma kluczowe znaczenie, ponieważ proces zawiedzie, jeśli mieszanina jest zbyt gorąca lub zbyt zimna, i bardzo exCzujniki ACT mogą być umieszczone w kilku lokalizacjach w celu monitorowania zmian temperatury.
Gdy mieszanina jest podgrzewana dowolnym domieszką i innymi dodatkami, które mogą być konieczne, technik może ostrożnie obniżyć pręt z kryształem nasion. Zwykle odbywa się to przy użyciu sprzętu mechanicznego, a nie ręcznie. Następnie pręt jest ostrożnie i bardzo powoli wycofany, gdy mieszanina tworzy stałą matrycę wokół kryształu nasion. Wynikiem końcowym procesu Czochralskiego powinien być stały dziennik materiału, z niektórymi resztkami na dole tygla.
W ustawieniach, w których temperatura wzrasta zbyt wysoka, kryształ nasion może się topić. Wprowadzenie kryształu w niskich temperaturach może powodować przedwczesną krystalizację całej zawartości tygla, wraz z pęknięciami, liniami pęknięć i innymi zanieczyszczeniami. Ten proces jest powolny; wycofanie kryształu nasion jest mierzone w milimetrach nagodzina. Starka potrzebna kontrola w całym procesie czochralski może dawać bardzo wysokiej jakości kryształy o minimum zanieczyszczeń.
Koszty produkcji mogą zależeć od potrzebnych surowców i wielkości kryształu. Większe kryształy są trudniejsze do rozwoju i wymagają większego stopnia kontroli. Niektóre surowe elementy są bardzo drogie. Kryształy procesowe Czochralskiego są chemicznie identyczne z formacjami naturalnymi, ale mają znacznie wyższą jakość i niezawodność. Jest to zwykle pożądane w ustawieniach takich jak laboratoria i producenci elektroniki, ale jubilerzy czasami mają trudności z sprzedażą kamieni uprawianych w laboratorium ze względu na preferencje konsumentów dla naturalnych kamieni.